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新教材适用2024版高考化学二轮总复习第1部分新高考选择题突破专题9物质结构与元素周期律微专题4晶体结构与计算课件
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这是一份新教材适用2024版高考化学二轮总复习第1部分新高考选择题突破专题9物质结构与元素周期律微专题4晶体结构与计算课件，共47页。PPT课件主要包含了高考真题·研析，知能对点·突破，关键能力·提升等内容，欢迎下载使用。
专题9 物质结构与元素周期律
微专题4 晶体结构与计算
命题角度1 晶体类型与性质1. (2022·北京选考)由键能数据大小，不能解释下列事实的是( )A．稳定性：CH4>SiH4B．键长：C===O晶体硅
【解析】 键能越大越稳定，C—H键能大于Si—H，所以稳定性：CH4>SiH4，故不选A；键能越大，键长越短，C===O键能大于C—O，所以键长：C===O晶体硅，故不选D；故选C。
2. (2022·江苏选考)下列说法正确的是( )A．金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°B．SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子C．锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2D．ⅣA族元素单质的晶体类型相同
【解析】 金刚石中的碳原子为正四面体结构，C—C—C夹角为109°28′，故A错误；SiH4的化学键为Si—H，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子；SiCl4的化学键为Si—Cl，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子，故B正确；锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，故C错误；ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨为混合晶体，而硅形成的晶体硅为共价晶体，故D错误；故选B。
命题角度2 晶体结构与计算3. (2022·湖北选考)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )A．Ca2＋的配位数为6B．与F－距离最近的是K＋C．该物质的化学式为KCaF3D．若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变
4. (2021·辽宁选考)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是( )A．S位于元素周期表p区B．该物质的化学式为H3SC．S位于H构成的八面体空隙中D．该晶体属于分子晶体
5. (2021·湖北选考)某立方晶系的锑钾(Sb—K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是( )
A．该晶胞的体积为a3×10－36cm－3B．K和Sb原子数之比为3∶1C．与Sb最邻近的K原子数为4
〔思维建模〕晶胞相关计算模型(1)立方晶胞的棱长a与面对角线、体对角线的关系：
若1个晶胞中含有x个微粒，则1 ml晶胞中含有x ml微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对分子质量)；1个晶胞的质量为ρV g(V为晶胞的体积)，则1 ml晶胞的质量为ρVNA g，因此有xM＝ρVNA。
知能对点1 平行六面体晶胞中微粒计算方法
知能对点2 晶体熔、沸点比较1.不同晶体类型的熔、沸点高低规律一般为共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很高(如钨)，有的很低(如钠)。2.同属于共价晶体一般组成晶体的原子半径越小，熔、沸点越高。如熔点：金刚石(C—C)>碳化硅(Si—C)>晶体硅(Si—Si)。
3.同属于离子晶体离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点越高。如熔点：MgO>NaCl>CsCl。4.同属于金属晶体金属原子的价电子数越多，半径越小，金属键越强，熔、沸点越高。如熔点：Al>Mg>Na。
5.同属于分子晶体分子间作用力越强，熔、沸点越高。(1)组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高。如熔点：I2>Br2>Cl2>F2。(2)相对分子质量相同或相近的物质，分子的极性越大，熔、沸点越高。如沸点：CO>N2。
(3)同分异构体之间①一般是支链越多，熔、沸点越低。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。②结构越对称，熔、沸点越低。如沸点：邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。(4)若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔、沸点较高，如沸点：HF>HI>HBr>HCl。(5)状态不同的物质在相同条件下，熔、沸点：固体>液体>气体。例如：S>Br2>O2。
命题角度1 晶体类型与性质1. (2023·湖北十一校联考二模)纳米SiO2为无定形(非晶态)白色粉末，颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米SiO2的说法正确的是( )A．对光有各向异性B．熔点与晶体SiO2相同C．与晶体SiO2互为同分异构体D．可用X-射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2
【解析】 纳米SiO2无定形，不是晶体，没有对光的各向异性，故A错误；纳米SiO2不是晶体，SiO2是共价晶体，因此熔点不相同，故B错误；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，SiO2只是化学式，晶体SiO2中没有分子，故C错误；纳米SiO2不是晶体，SiO2是共价晶体，可用X-射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2，故D正确；故选D。
2. (2023·青岛一模)黑磷具有与石墨相似的层状结构，其结构如图所示。下列分析错误的是( )A．黑磷中既存在非极性共价键又存在范德华力B．黑磷的熔点高于白磷C．黑磷中P原子杂化方式为sp3D．第三周期只有Cl元素的第一电离能大于P
【解析】 黑磷中P与P之间存在非极性共价键，层与层之间存在范德华力，A正确；黑磷分子的相对分子质量远大于白磷，黑磷的熔点高于白磷，B正确；黑磷结构中连接为空间立体结构，故P原子杂化方式为sp3，C正确；第三周期中Ar与Cl的第一电离能都大于P，D错误；故选D。
命题角度2 晶体结构与计算3. (2023·广东湛江二模)含硼化合物的两种晶体如图所示。下列叙述正确的是( )已知：甲中晶胞的边长为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值。图甲、图乙对应的晶体熔点依次为2 700 ℃、830 ℃。
A．图乙晶体的化学式为Mg2BB．图甲、图乙对应的晶体都是离子晶体D．图甲中，B原子填充在由N原子构成的四面体中
4. (2023·河北邯郸二模)磷青铜是铜与锡、磷的合金，质地坚硬，主要用作耐磨零件和弹性元件。某立方磷青铜晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm(NA表示阿伏加德罗常数的值)。下列说法正确的是( )A．Cu＋的外围电子排布式为3d94s1B．Ni在元素周期表中位于ds区，属于过渡元素C．该晶体中，距离Sn原子最近的Cu原子有8个
命题角度3 晶体结构与电化学5. (2023·山东聊城二模)LiFePO4的晶胞如图所示，其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构，电池充电时，LiFePO4脱出部分Li＋，形成Li1－xFePO4晶胞。
下列说法正确的是( )A．每个LiFePO4晶胞中含有4个O原子C．每个LiFePO4晶胞完全转化为FePO4晶胞时，转移电子数为1D．1 ml Li1－xFePO4全转化为LiFePO4时，消耗x ml Fe2＋
6. (2023·山东潍坊一模)硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料，具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图所示。
下列说法正确的是( )A．当1 ml ZnmS完全转化为ZnnS时，转移电子数为2 ml
命题角度4 晶体结构与投视图7. (2023·辽宁沈阳二模)一种含钒超导材料的晶胞结构及晶体结构俯视图如下图，晶胞参数为x nm、x nm、y nm，摩尔质量为Mr g/ml。(Sb原子有两种位置关系，分别用Sb1和Sb2代表)，下列叙述中错误的是( )
A．该晶体的化学式为CsV3Sb5B．与Cs原子距离最近的Sb1原子有6个C．基态V2＋占据的最高能层的符号是M
8. (2023·山东潍坊二模)CaF2的晶胞结构和部分离子的投影位置如图所示，下列说法错误的是( )A．CaF2属于离子晶体B．Ca2＋的配位数为8C．图甲为F－沿y轴投影图D．图乙为Ca2＋沿面对角线投影图
专题9 物质结构与元素周期律
微专题4 晶体结构与计算
命题角度1 晶体类型与性质1. (2022·北京选考)由键能数据大小，不能解释下列事实的是( )A．稳定性：CH4>SiH4B．键长：C===O
【解析】 键能越大越稳定，C—H键能大于Si—H，所以稳定性：CH4>SiH4，故不选A；键能越大，键长越短，C===O键能大于C—O，所以键长：C===O
2. (2022·江苏选考)下列说法正确的是( )A．金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°B．SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子C．锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2D．ⅣA族元素单质的晶体类型相同
【解析】 金刚石中的碳原子为正四面体结构，C—C—C夹角为109°28′，故A错误；SiH4的化学键为Si—H，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子；SiCl4的化学键为Si—Cl，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子，故B正确；锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，故C错误；ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨为混合晶体，而硅形成的晶体硅为共价晶体，故D错误；故选B。
命题角度2 晶体结构与计算3. (2022·湖北选考)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )A．Ca2＋的配位数为6B．与F－距离最近的是K＋C．该物质的化学式为KCaF3D．若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变
4. (2021·辽宁选考)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是( )A．S位于元素周期表p区B．该物质的化学式为H3SC．S位于H构成的八面体空隙中D．该晶体属于分子晶体
5. (2021·湖北选考)某立方晶系的锑钾(Sb—K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是( )
A．该晶胞的体积为a3×10－36cm－3B．K和Sb原子数之比为3∶1C．与Sb最邻近的K原子数为4
〔思维建模〕晶胞相关计算模型(1)立方晶胞的棱长a与面对角线、体对角线的关系：
若1个晶胞中含有x个微粒，则1 ml晶胞中含有x ml微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对分子质量)；1个晶胞的质量为ρV g(V为晶胞的体积)，则1 ml晶胞的质量为ρVNA g，因此有xM＝ρVNA。
知能对点1 平行六面体晶胞中微粒计算方法
知能对点2 晶体熔、沸点比较1.不同晶体类型的熔、沸点高低规律一般为共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很高(如钨)，有的很低(如钠)。2.同属于共价晶体一般组成晶体的原子半径越小，熔、沸点越高。如熔点：金刚石(C—C)>碳化硅(Si—C)>晶体硅(Si—Si)。
3.同属于离子晶体离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点越高。如熔点：MgO>NaCl>CsCl。4.同属于金属晶体金属原子的价电子数越多，半径越小，金属键越强，熔、沸点越高。如熔点：Al>Mg>Na。
5.同属于分子晶体分子间作用力越强，熔、沸点越高。(1)组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高。如熔点：I2>Br2>Cl2>F2。(2)相对分子质量相同或相近的物质，分子的极性越大，熔、沸点越高。如沸点：CO>N2。
(3)同分异构体之间①一般是支链越多，熔、沸点越低。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。②结构越对称，熔、沸点越低。如沸点：邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。(4)若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔、沸点较高，如沸点：HF>HI>HBr>HCl。(5)状态不同的物质在相同条件下，熔、沸点：固体>液体>气体。例如：S>Br2>O2。
命题角度1 晶体类型与性质1. (2023·湖北十一校联考二模)纳米SiO2为无定形(非晶态)白色粉末，颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米SiO2的说法正确的是( )A．对光有各向异性B．熔点与晶体SiO2相同C．与晶体SiO2互为同分异构体D．可用X-射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2
【解析】 纳米SiO2无定形，不是晶体，没有对光的各向异性，故A错误；纳米SiO2不是晶体，SiO2是共价晶体，因此熔点不相同，故B错误；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，SiO2只是化学式，晶体SiO2中没有分子，故C错误；纳米SiO2不是晶体，SiO2是共价晶体，可用X-射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2，故D正确；故选D。
2. (2023·青岛一模)黑磷具有与石墨相似的层状结构，其结构如图所示。下列分析错误的是( )A．黑磷中既存在非极性共价键又存在范德华力B．黑磷的熔点高于白磷C．黑磷中P原子杂化方式为sp3D．第三周期只有Cl元素的第一电离能大于P
【解析】 黑磷中P与P之间存在非极性共价键，层与层之间存在范德华力，A正确；黑磷分子的相对分子质量远大于白磷，黑磷的熔点高于白磷，B正确；黑磷结构中连接为空间立体结构，故P原子杂化方式为sp3，C正确；第三周期中Ar与Cl的第一电离能都大于P，D错误；故选D。
命题角度2 晶体结构与计算3. (2023·广东湛江二模)含硼化合物的两种晶体如图所示。下列叙述正确的是( )已知：甲中晶胞的边长为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值。图甲、图乙对应的晶体熔点依次为2 700 ℃、830 ℃。
A．图乙晶体的化学式为Mg2BB．图甲、图乙对应的晶体都是离子晶体D．图甲中，B原子填充在由N原子构成的四面体中
4. (2023·河北邯郸二模)磷青铜是铜与锡、磷的合金，质地坚硬，主要用作耐磨零件和弹性元件。某立方磷青铜晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm(NA表示阿伏加德罗常数的值)。下列说法正确的是( )A．Cu＋的外围电子排布式为3d94s1B．Ni在元素周期表中位于ds区，属于过渡元素C．该晶体中，距离Sn原子最近的Cu原子有8个
命题角度3 晶体结构与电化学5. (2023·山东聊城二模)LiFePO4的晶胞如图所示，其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构，电池充电时，LiFePO4脱出部分Li＋，形成Li1－xFePO4晶胞。
下列说法正确的是( )A．每个LiFePO4晶胞中含有4个O原子C．每个LiFePO4晶胞完全转化为FePO4晶胞时，转移电子数为1D．1 ml Li1－xFePO4全转化为LiFePO4时，消耗x ml Fe2＋
6. (2023·山东潍坊一模)硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料，具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图所示。
下列说法正确的是( )A．当1 ml ZnmS完全转化为ZnnS时，转移电子数为2 ml
命题角度4 晶体结构与投视图7. (2023·辽宁沈阳二模)一种含钒超导材料的晶胞结构及晶体结构俯视图如下图，晶胞参数为x nm、x nm、y nm，摩尔质量为Mr g/ml。(Sb原子有两种位置关系，分别用Sb1和Sb2代表)，下列叙述中错误的是( )
A．该晶体的化学式为CsV3Sb5B．与Cs原子距离最近的Sb1原子有6个C．基态V2＋占据的最高能层的符号是M
8. (2023·山东潍坊二模)CaF2的晶胞结构和部分离子的投影位置如图所示，下列说法错误的是( )A．CaF2属于离子晶体B．Ca2＋的配位数为8C．图甲为F－沿y轴投影图D．图乙为Ca2＋沿面对角线投影图
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